Способ интервального регулирования движения поездов Российский патент 2022 года по МПК B61L23/16 

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики и может быть использовано в системах интервального регулирования движения поездов на основе технических решений системы многозначной автоматической локомотивной сигнализации (АЛСН) с подвижными блок-участками с применением цифрового радиоканала.

Известен способ интервального регулирования движения поездов, который реализует логический контроль состояний виртуальных участков пути при помощи оценки модулем преобразования оптического сигнала в цифровые сигналы при свободности пути перегона и при проследовании по нему поезда отраженной световой волны, поступающей из датчиков наличия подвижного состава на участках перегона вследствие ввода коротких оптических импульсов с заданной частотой, формирования в указанном модуле текущей информации о виртуальных участках пути для передачи на блок логического определения состояния датчиков наличия подвижного состава на участках перегона. Информация о свободности виртуальных участков пути от модуля преобразования поступает на блок определения статуса одного из состояний виртуальных участках пути, после происходит сравнение значений собственного состояния отдельного участка пути и состояния смежных с ним участков пути, в результате которого формируется идентификационный сигнал «С» (свободен) по каждому участку пути перегона (RU 2583988, опубл. 10.05.2016).

Недостатком известного решения является недостаточная скорость передачи данных и пропускная способность, что снижает эффективность режима интервального регулирования движения поездов и низкая точность определения местоположения хвостового вагона поезда, что влияет на безопасность и межпоездных интервалов, а также сложность оборудования участка пути.

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении эффективности режима интервального регулирования движения поездов при сохранении безопасности движения и сокращения межпоездного интервала за счет увеличения дискретности опроса устройств сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) и данных о поездной ситуации на участке обращения по радиоканалу для расчета локомотивным устройством безопасности кривой допустимых скоростей до точки остановки на безопасное расстояние до границы защитного блок-участка, который формируется за хвостом впередиидущего поезда.

Технический результат достигается тем, что в способе интервального регулирования движения поездов на участках обращения поездов, оборудованных системой автоблокировки с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением аппаратуры на прилегающих станциях, в режиме реального времени по данным аппаратно-программного комплекса стационарного оборудования системы автоблокировки осуществляют сбор информации о количестве свободных рельсовых цепей, на основании которой формируют пакет данных о поездной ситуации на участке обращения и определяют местонахождение в зоне действия системы автоблокировки поездов, путем формирования информационного обмена по радиоканалу с локомотивными устройствами безопасности поездов осуществляют регистрацию поездов в зоне действия системы автоблокировки и циклически не менее одного раза в три секунды передают по радиоканалу в широковещательном режиме сформированный пакет данных о поездной ситуации на участке обращения поездов, локомотивное устройство безопасности каждого поезда в режиме реального времени на основании данных, принятых по радиоканалу о состоянии рельсовых цепей на участке, и информации о местонахождении поезда от спутниковой системы навигации рассчитывает расстояние до первой занятой рельсовой цепи по направлению движения и формирует допустимую скорость, исходя из длин свободных рельсовых цепей по данным электронной карты локомотивного устройства безопасности, при этом локомотивное устройство безопасности осуществляет работу в режиме приема и одновременной обработки данных от радиоканала и данных канала автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия, причем приоритетными являются данные от радиоканала.

Дополнительно для увеличения объема передаваемых данных использовать цифровой радиоканал передачи данных стандарта DMR.

Кроме того, того для защиты передаваемых и принимаемых данных по цифровому радиоканалу предварительно данные для передачи шифруют, а после приема - соответственно дешифруют, используя средства криптографической защиты.

Движение поездов производиться по показаниям локомотивных устройств безопасности. Характер движения поезда определяется информацией о количестве свободных рельсовых цепей, полученных по радиоканалу, на основе которой локомотивными устройствами безопасности строится кривая допустимых скоростей до точки остановки за 100 метров до границы защитного блок-участка, который формируется за хвостом впередиидущего поезда.

Способе интервального регулирования движения поездов на участках обращения поездов, оборудованных системой автоблокировки с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением аппаратуры на прилегающих станциях, реализуется системой интервального регулирования поездов, представленной на чертеже.

Система интервального регулирования поездов на участках обращения поездов, оборудованных системой автоблокировки с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением аппаратуры содержит установленные на станциях, ограничивающих перегон, последовательно соединенные блок 1 съема информации и блок 2 обработки информации, входы/выходы которого через средство 3 криптографической защиты (СКЗИ) подключены к выходу/входу станционного радиомодема 4, соответствующие входы/выходы локомотивного устройства 5 безопасности каждого поезда через средство 6 криптографической защиты (СКЗИ) соединены с выходами/входами бортового радиомодема 7 для взаимодействия по цифровому радиоканалу со станционным радиомодемом 4.

Блок 1 съема информации подключен к аппаратно-программному комплексу 8 стационарного оборудования системы автоблокировки (АПК стационарной системы АБ). Путевое оборудование системы автоблокировки и электрической централизации на чертеже не показаны.

Блоки 2 обработки информации (данных) соседних станций взаимодействуют друг с другом по сети передачи данных.

В качестве системы автоблокировки могут быть использованы современные системы АБТЦ - М или АБТЦ- МШ,

Система реализует предлагаемый способ следующим образом.

В режиме реального времени по данным аппаратно-программного комплекса стационарного оборудование 8 системы автоблокировки блок 1 съема информации осуществляет сбор информации о количестве свободных рельсовых цепей. Данная информация поступает в блок 2 обработки информации.

На основе полученной информации блок 2 формирует пакет данных о поездной ситуации на участке обращения, определяет нахождение в зоне действия системы автоблокировки поездов и путем информационного обмена по радиоканалу с локомотивными устройствами 5 безопасности поездов осуществляет их регистрацию. После чего блок 2 передает через средство 3 криптографической защиты, которое осуществляет цифрацию данных, на радиомодем 4 для последующей циклической (1 раз в 3 секунды) трансляции в широковещательном режиме сформированного пакета данных о поездной ситуации и дополнительную информацию на участке обращения системы автоблокировки.

Аппаратно-программный комплекс локомотивного устройства 5 безопасности каждого поезда в режиме реального времени с помощью модуля навигации определяет местоположение локомотива поезда и по данным электронной карты маршрута следования рельсовые цепи, на которой находится поезд.

Каждые три минуты бортовой радиомодем 7 каждого поезда принимает от блока 2 по радиоканалу данные о поездной ситуации на участке обращения и через средство 6 криптозащиты, который осуществляет дешифрацию принятых данных, передает их в аппаратно-программный комплекс локомотивного устройства 5 безопасности.

Аппаратно-программный комплекс локомотивного устройства 5 каждого поезда на основании данных, принятых по радиоканалу о состоянии рельсовых цепей на участке обращения поездов, перечня станционных светофоров и их текущих показаний, и информации о местонахождении локомотива поезда определяет расстояние до первой занятой рельсовой цепи по направлению движения и рассчитывает допустимую скорость, исходя из длин свободных рельсовых цепей по данным электронной карты маршрута следования. В модуль электронной карты нанесены все границы рельсовых цепей на маршруте следования с их длинами.

При этом аппаратно-программный комплекс локомотивного устройства 5 безопасности осуществляет работу в режиме приема и одновременной обработки данных от радиоканала и данных канала АЛСН, причем приоритетными являются данные от радиоканала.

В качестве локомотивных устройств 5 безопасности могут быть использованы комплексное локомотивное устройство безопасности (КЛУБ-У) или безопасный локомотивный объединенный комплекс (БЛОК, БЛОК-М) или система обеспечения безопасности (СОБ-400) или микропроцессорная система управления (МПСУ-БД). Каждый из них снабжен модулем спутниковой навигации, модулем электронной карты маршрута следования и бортовой локомотивной сигнализацией (на чертеже не показаны).

Программное обеспечение аппаратно-программного комплекса локомотивного устройства 5 безопасности обеспечивает функционирование всех компонентов системы в режиме единого времени и имеет штатные периодические процедуры его синхронизации по глобальной навигационной спутниковой системе (ГНСС).

Используемые аппаратно-программные комплексы локомотивного устройства 5 безопасности обеспечивают также выполнение следующих функций:

- взаимодействие со станционными устройствами в соответствии с заданным протоколом обмена данными;

- контроль метки времени, счетчика и контрольной суммы сообщений от блока 2;

- контроль «времени жизни» данных, полученных со станции;

- запись и хранение в бортовой электронной базе данных и последующее использование в модуле расчета допустимых скоростей данных о параметрах рельсовых цепей на участке обращения;

- запись и хранение в бортовой электронной базе данных о границах участка обслуживания для осуществления своевременной регистрации на стационарных устройствах;

- регистрацию поезда в блоке 2 при попадании его в границы зоны обслуживания и снятие с регистрации после отключения бортовых устройств или выхода поезда из зоны обслуживания;

- формирование и регулярную передачу на стационарные устройства отчета о номере зарегистрированного поезда, его местоположении, номере пути и направлении его следования;

- передачу на стационарные устройства отчета с результатами диагностики состояния бортовых устройств на зарегистрированном поезде;

- прием от стационарных устройств и обработку данных с перечнем рельсовых цепей в зоне обслуживания_} находящихся в состоянии «занятая», а также перечня станционных светофоров и их текущих показаний;

- формирование допустимой скорости с использованием данных, полученных от станционных устройств, после их сопоставления с данными из канала АЛСН при актуальности данных, полученных из радиоканала, или только с использованием данных канала АЛСН при полном или долговременном отсутствии (более 7 секунд) радиосвязи со стационарными устройствами. Указанное значение должно быть уточнено в процессе опытной эксплуатации;

- радиосвязь со стационарными устройствами;

- отображение машинисту информации о количестве свободных рельсовых цепей впереди поезда, целевой скорости и расстояния до места остановки с использованием данных, полученных от станционных устройств;

- регистрацию на съемный носитель данных необходимых для последующей дешифрации в АСУТ НБД-2 и системе СУД-У с целью последующего анализа данных о поездной обстановке;

- проверку целостности и корректности сообщений, полученных от радиомодема 4.

Станционные аппаратные средства (блок 1 съема информации, блок 2 обработки информации, средство 3 криптографической защиты и радиомодем 4) обеспечивают:

- сбор информации от аппаратно-программного комплекса системы 8 автоблокировки, необходимой для организации движения поездов с уменьшенным интервалом попутного следования с учетом обеспечения безопасности движения поездов;

- формирование пакетов данных о поездной ситуации на участке и другой необходимой информации для локомотивных устройств 10 безопасности;

- анализ нахождения в зоне действия поездов и их регистрацию;

- циклическую (1 раз в 3 секунды) передачу сформированных пакетов данных о поездной ситуации на участке в подсистему цифрового радиоканала при наличии в зоне действия зарегистрированных поездов;

- синхронизацию работы с подсистемами цифрового радиоканала и локомотивными устройствами 5 безопасности;

- диагностику устройств системы автоблокировки с передачей результатов в систему диспетчерского контроля и мониторинга.

Сокращение интервала попутного отправления поездов, следующих с сокращенным межпоездным интервалом, производится за счет сокращения участка удаления.

По мере освобождения рельсовых цепей участков удаления, на локомотивное устройство 5 безопасности поступает информация об их освобождении. В соответствии с поступающей информацией об изменении точки прицельного торможения локомотивным устройством 5 безопасности производится увеличение разрешенной скорости до установленной с одновременным выводом информации на дисплее об изменении расстояния до точки остановки.

Изобретение позволит на существующей железнодорожной инфраструктуре обеспечить безопасность движения поездов посредством передачи дополнительной информации от устройств системы автоблокировки на поезд с помощью радиоканала с последующей обработкой и принятием локомотивными устройствами безопасности решения о формировании прицельной точки остановки и допустимой скорости движения.

Заявленное изобретение позволит организовать движение подвижного состава по подвижным блок-участкам, а также реализовать повышение допустимых скоростей движения для высокоскоростного подвижного состава.

Изобретение относится к методам интервального регулирования движения поездов. В способе на прилегающих станциях в режиме реального времени по данным аппаратно-программного комплекса стационарного оборудования системы автоблокировки осуществляют сбор информации о количестве свободных рельсовых цепей, на основании которой формируют пакет данных о поездной ситуации на участке обращения и определяют местонахождение в зоне действия системы автоблокировки поездов. По результатам информационного обмена по радиоканалу с локомотивными устройствами безопасности поездов осуществляют регистрацию поездов в зоне действия системы автоблокировки и циклически не менее одного раза в три секунды передают по радиоканалу в широковещательном режиме сформированный пакет данных о поездной ситуации на участке обращения поездов. Локомотивное устройство безопасности каждого поезда в режиме реального времени на основании данных, принятых по радиоканалу о состоянии рельсовых цепей на участке, и информации о местонахождении поезда от спутниковой системы навигации рассчитывает расстояние до первой занятой рельсовой цепи по направлению движения и формирует допустимую скорость, исходя из длин свободных рельсовых цепей по данным электронной карты локомотивного устройства безопасности. Причем локомотивное устройство безопасности осуществляет работу в режиме приема и одновременной обработки данных от радиоканала и данных канала автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия, причем приоритетными являются данные от радиоканала. Достигается повышение безопасности движения и сокращение межпоездного интервала за счет увеличения дискретности опроса устройств СЦБ и данных о поездной ситуации на участке обращения по радиоканалу. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ интервального регулирования движения поездов на участках обращения поездов, оборудованных системой автоблокировки с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением аппаратуры, характеризующийся тем, что на прилегающих станциях в режиме реального времени по данным аппаратно-программного комплекса стационарного оборудования системы автоблокировки осуществляют сбор информации о количестве свободных рельсовых цепей, на основании которой формируют пакет данных о поездной ситуации на участке обращения и определяют местонахождение в зоне действия системы автоблокировки поездов, по результатам информационного обмена по радиоканалу с локомотивными устройствами безопасности поездов осуществляют регистрацию поездов в зоне действия системы автоблокировки и циклически не менее одного раза в три секунды передают по радиоканалу в широковещательном режиме сформированный пакет данных о поездной ситуации на участке обращения поездов, локомотивное устройство безопасности каждого поезда в режиме реального времени на основании данных, принятых по радиоканалу о состоянии рельсовых цепей на участке, и информации о местонахождении поезда от спутниковой системы навигации рассчитывает расстояние до первой занятой рельсовой цепи по направлению движения и формирует допустимую скорость, исходя из длин свободных рельсовых цепей по данным электронной карты локомотивного устройства безопасности, при этом локомотивное устройство безопасности осуществляет работу в режиме приема и одновременной обработки данных от радиоканала и данных канала автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия, причем приоритетными являются данные от радиоканала.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют цифровой радиоканал передачи данных стандарта DMR.

3. Способ по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что перед передачей по цифровому радиоканалу или после приема данные шифруют или дешифруют, используя средства криптографической защиты.